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文檔簡(jiǎn)介
編譯原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
張紅
課程目標(biāo)介紹編譯器構(gòu)造的基本原理、基本實(shí)現(xiàn)方法和基本編譯技術(shù);介紹形式語(yǔ)言和自動(dòng)機(jī)理論等理論知識(shí):強(qiáng)調(diào)形式化描述技術(shù);強(qiáng)調(diào)對(duì)編譯原理和技術(shù)的宏觀理解。課程的預(yù)備知識(shí)
至少學(xué)過兩門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);離散數(shù)學(xué);具備多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言知識(shí)對(duì)學(xué)習(xí)本課程會(huì)有所幫助。課程意義
理解高級(jí)語(yǔ)言的工作原理,編寫出高效的代碼,提高軟件設(shè)計(jì)水平;靈活設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)自定義語(yǔ)言;編譯器的設(shè)計(jì)原理在計(jì)算機(jī)自身發(fā)展的過程中及其應(yīng)用領(lǐng)域中無(wú)所不在,將該原理應(yīng)用于軟件逆向工程、程序分析/驗(yàn)證、模型轉(zhuǎn)換及和軟件安全等涉及元級(jí)操作的領(lǐng)域。參考資料國(guó)外編譯原理領(lǐng)域內(nèi)的3本權(quán)威書籍:當(dāng)代編譯技術(shù)三大圣經(jīng)!1、龍書(Dragonbook)2、鯨書(Whalebook)
3、虎書(Tigerbook)國(guó)內(nèi)編譯原理領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威書籍:
1.陳意云《編譯原理》高等教育出版社2.呂映芝《編譯原理》清華大學(xué)教育出版社;3.陳英《編譯原理》清華工大學(xué)出版社4.蔣宗禮
《編譯原理》高等教育出版社5.劉磊《編譯原理及實(shí)現(xiàn)》機(jī)械工業(yè)出版社
課程安排理論教學(xué) 64學(xué)時(shí)實(shí)踐教學(xué) 32學(xué)時(shí)
對(duì)于理論部分,不斷地在數(shù)學(xué)語(yǔ)言和自然語(yǔ)言之間作切換;學(xué)習(xí)編譯原理的方法
做到“讀你千遍也不厭倦,…..”。1.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和編譯程序1.2編譯程序的邏輯結(jié)構(gòu)1.3其它與編譯程序相關(guān)的程序1.4編譯程序的實(shí)現(xiàn)途徑
第一章編譯引論主要內(nèi)容:幾個(gè)基本概念:翻譯程序匯編程序編譯程序源程序目標(biāo)程序
編譯器的工作過程及各個(gè)階段的功能;編譯程序的實(shí)現(xiàn)途徑;與編譯程序相關(guān)的其他程序:編輯器預(yù)處理器連接程序裝配程序調(diào)試程序一、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(一)低級(jí)語(yǔ)言(面向機(jī)器的言)機(jī)器語(yǔ)言由于機(jī)器指令格式和代碼所代表的含義都是硬性規(guī)定的,故稱之為面向機(jī)器的語(yǔ)言,也稱為機(jī)器語(yǔ)言。
機(jī)器指令通常由操作碼和操作數(shù)兩部分組成,操作碼指出該指令所要完成的操作,即指令的功能,操作數(shù)指出參與運(yùn)算的對(duì)象、以及運(yùn)算結(jié)果所存放的位置等。機(jī)器指令通過線路變成電信號(hào),讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種不同的操作。
1.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和編譯程序用Pentium機(jī)器語(yǔ)言編寫如下程序片段:1010100100010110000000010011110000011000000000010111110000000101 001011010001010100000000 1110101000000011 000001010001010100000000 010100110001100000000001….. 0000000000000000
0000000000000000
x+15x<yY=x-15否則機(jī)器語(yǔ)言的缺點(diǎn):難學(xué)、難記憶、難理解、出錯(cuò)率高、難以維護(hù),也不能直觀地反映用計(jì)算機(jī)解決問題的基本思路。機(jī)器語(yǔ)言描述算法十分繁瑣,只供初等的運(yùn)算、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制方式:機(jī)器語(yǔ)言只接受算術(shù)運(yùn)算、按位邏輯運(yùn)算和數(shù)的大小比較運(yùn)算等。機(jī)器語(yǔ)言能直接表達(dá)的數(shù)據(jù)只有最原始的位、字節(jié)和字三種。機(jī)器語(yǔ)言所提供的控制轉(zhuǎn)移指令也只有無(wú)條件轉(zhuǎn)移、條件轉(zhuǎn)移、進(jìn)入子程序和從子程序返回等最基本的幾種。2.機(jī)器語(yǔ)言程序依賴于具體的機(jī)器,不具備移植性。
①由于機(jī)器指令與CPU緊密相關(guān),所以,不同種類的CPU所對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令也就不同,而且它們的指令系統(tǒng)往往相差很大。②但對(duì)同一系列的CPU來說,為了滿足各型號(hào)之間具有良好的兼容性,新一代CPU的指令系統(tǒng)必須包括先前同系列CPU的指令系統(tǒng)。機(jī)器語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn):執(zhí)行速度快。匯編語(yǔ)言(面向機(jī)器的語(yǔ)言)
用助記符(Memoni)代替操作碼,用地址符號(hào)(Symbol)或標(biāo)號(hào)(Label)代替地址碼,
如ADD表示加法操作,SUB表示減法操作等等。通常是為特定的計(jì)算機(jī)或系列計(jì)算機(jī)專門設(shè)計(jì)的。用Pentium匯編語(yǔ)言編程示例:
MOVX,AX CMPAX,Y JLS1 SUBAX,15 JMPS2S1: ADDAX,15S2: MOVAX,Y…..
XDW
YDW
x+15x<yY=x-15否則匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn):1、比機(jī)器語(yǔ)言較易學(xué)、易記憶及易理解;2、匯編語(yǔ)言程序占用內(nèi)存空間少,運(yùn)行速度快,有著高級(jí)語(yǔ)言不可替代的用途。
70%以上的系統(tǒng)軟件是用匯編語(yǔ)言編寫的。某些快速處理、位處理、訪問硬件設(shè)備等高效程序需用匯編語(yǔ)言編寫的。某些高級(jí)繪圖程序、視頻游戲程序需用匯編語(yǔ)言編寫的。
匯編語(yǔ)言的缺點(diǎn):匯編語(yǔ)言程序依賴于具體的機(jī)器,不具備移植性。匯編語(yǔ)言是面向具體機(jī)型的,它離不開具體計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng),因此,對(duì)于不同型號(hào)的計(jì)算機(jī),有著不同的結(jié)構(gòu)的匯編語(yǔ)言,對(duì)于同一問題所編制的匯編語(yǔ)言程序在不同種類的計(jì)算機(jī)間是互不相通的。(二)高級(jí)語(yǔ)言形式語(yǔ)言:是指按一定邏輯關(guān)系及嚴(yán)格規(guī)定的符號(hào)來表達(dá)某種事物以及進(jìn)行信息交流的一種語(yǔ)言.高級(jí)語(yǔ)言:模仿便于理解的自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言,采用一組形式規(guī)則來描述的人工語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言編程示例:
if(X<Y)thenY:=X+15
elseY:=X-15;高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn):以人為本,面向自然表達(dá),比匯編語(yǔ)言更容易學(xué),易用、易理解、易修改;高級(jí)語(yǔ)言程序不依賴于具體的機(jī)器,具備移植性。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類:
1、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言按功能分類:科學(xué)計(jì)算用語(yǔ)言商用語(yǔ)言表處理語(yǔ)言圖形語(yǔ)言公式處理語(yǔ)言串處理語(yǔ)言多用途語(yǔ)言
2、按處理問題模式分類:
過程式語(yǔ)言函數(shù)式語(yǔ)言邏輯式語(yǔ)言對(duì)象式語(yǔ)
3、按執(zhí)行模式分類:
順序語(yǔ)言并行語(yǔ)言二、高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的執(zhí)行翻譯程序(Translator)
:它把用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序轉(zhuǎn)換成等價(jià)的機(jī)器語(yǔ)言程序。
匯編程序(Assembler):匯編語(yǔ)言的翻譯程序稱為匯編程序(Assembler)編譯程序(Compiler):高級(jí)語(yǔ)言的翻譯程序稱為編譯程序,也稱為編譯器。
源程序(Sourceprogram):編譯程序的輸入對(duì)象,它是高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序;目標(biāo)程序(Objectprogram):編譯程序的輸出對(duì)象稱為目標(biāo)程序。目標(biāo)程序可以是機(jī)器語(yǔ)言程序、匯編語(yǔ)言程序或用戶自定義某種中間語(yǔ)言程序。三、高級(jí)語(yǔ)言的執(zhí)行方式1.
編譯方式編譯階段:將源程序改造成另一種在邏輯上等價(jià)的目標(biāo)語(yǔ)言程序;運(yùn)行階段:在運(yùn)行子程序的支持下執(zhí)行目標(biāo)程序。運(yùn)行子程序是為了支持目標(biāo)程序的運(yùn)行而開發(fā)的程序,如系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)和目標(biāo)程序所調(diào)用的其它子程序。
目標(biāo)程序程序的輸入數(shù)據(jù)運(yùn)行結(jié)果高級(jí)語(yǔ)言源程序
編譯程序(器)2.解釋方式
接受某程序語(yǔ)言編寫的源程序,按源程序語(yǔ)句運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),直接逐句地分析、翻譯并執(zhí)行。解釋程序相當(dāng)于源程序的抽象執(zhí)行機(jī),是語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。
高級(jí)語(yǔ)言編程示例:
if(X<Y)thenY:=X+15
elseY:=X-15;Z:=Y+1;
運(yùn)行結(jié)果
解釋程序(器)程序的輸入數(shù)據(jù)高級(jí)語(yǔ)言源程序解釋器和編譯器的比較解釋器是執(zhí)行系統(tǒng),編譯器是轉(zhuǎn)換系統(tǒng)?;诮忉寛?zhí)行的程序可以動(dòng)態(tài)修改自身,而基于編譯執(zhí)行的程序不易勝任,因其需要?jiǎng)討B(tài)編譯技術(shù),難度較大?;诮忉尫绞接欣谌藱C(jī)交互。執(zhí)行速度:解釋器執(zhí)行速度要慢??臻g開銷:解釋器需要保存的信息較多,空間開銷大。利用解釋器可自動(dòng)生成編譯器。二者實(shí)現(xiàn)技術(shù)相似。綜上,大多數(shù)的高級(jí)語(yǔ)言采用編譯方式。3.語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換執(zhí)行方式假如要實(shí)現(xiàn)L語(yǔ)言,現(xiàn)在已有L’語(yǔ)言的編譯程序,就可以先把用L語(yǔ)言編寫的程序轉(zhuǎn)換成等價(jià)的L’語(yǔ)言的程序,再利用L’語(yǔ)言的編譯程序?qū)崿F(xiàn)L語(yǔ)言。L’語(yǔ)言編譯器
轉(zhuǎn)換器
L語(yǔ)言程序
L’語(yǔ)言程序
目標(biāo)程序
1.2編譯程序的邏輯結(jié)構(gòu)編譯程序的基本任務(wù)是將源語(yǔ)言程序翻譯成等價(jià)的目標(biāo)語(yǔ)言程序。
1、源語(yǔ)言的種類成千上萬(wàn),從常用的諸如FORTEAN,PASCAL和C語(yǔ)言,到各種各樣的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的專用語(yǔ)言。
2、目標(biāo)語(yǔ)言也是成千上萬(wàn)的。
3、編譯程序根據(jù)它們構(gòu)造的不同、所執(zhí)行的具體功能的差異又分成多種類型,比如:一趟編譯的、多趟編譯的、具有調(diào)試和優(yōu)化功能的等等。盡管存在這些明顯的復(fù)雜因素,任何編譯程序所必需執(zhí)行的主要任務(wù)基本是一樣的,通過理解這些任務(wù),使用同樣的基本技術(shù),我們可以為各種各樣的源語(yǔ)言和目標(biāo)語(yǔ)言設(shè)計(jì)和構(gòu)造編譯程序。
1.2.1、編譯器的邏輯結(jié)構(gòu)表處理錯(cuò)誤處理目標(biāo)代碼生成中間代碼優(yōu)化中間代碼生成語(yǔ)義分析語(yǔ)法分析詞法分析目標(biāo)程序源程序詞法分析的示例某程序片段如下:VARsum,first,count:real;BEGIN sum:=first+count*10END.詞法分析(LexicalAnalysis)詞法分析程序掃描該程序段的字符序列,識(shí)別出下列單詞及其種類序列:1.關(guān)鍵字VAR2.1sum3.特殊符,4.1first5.特殊符,6.1count7.特殊符:8.關(guān)鍵字real9.特殊符;10.關(guān)鍵字BEGIN11.1sum12.特殊符:=13.1first14.特殊符+15.1count16.特殊符*17.整形常數(shù)1018.關(guān)鍵字END19.特殊符.VARsum,first,count:real;BEGIN sum:=first+count*10END.單詞種類:
關(guān)鍵字:if、then、for、while等;標(biāo)識(shí)符;常數(shù);運(yùn)算符特殊符分界符:標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、左右括號(hào)等等.
單詞的機(jī)內(nèi)表示,即TOKEN形式,一般包括單詞屬性標(biāo)識(shí)和單詞內(nèi)碼兩個(gè)部分。這種形式既刻畫了單詞本身,又刻畫了它所具有的種類屬性。
1.(3,VAR)2.(1,sum)3.(3,)4.(1first)5.(3,)
6.(1,
count)
7.(3,:)
8.(3,
real)
9.(3,;)10.(3,
BEGIN)
11.(1,
sum)
12.(3,:=)13.(1,
first)
14.(3,+)
15.(1,
count)
16.(3,
*)
17.(2,10)
18.(3,
END)19.(3,.)VARsum,first,count:real;BEGIN sum:=first+count*10END.詞法分析任務(wù):依據(jù)語(yǔ)言的詞法規(guī)則,掃描源程序的字符序列,識(shí)別每一個(gè)單詞及其種類,并將其表示成所謂的機(jī)內(nèi)表示TOKEN形式。在詞法分析階段還要檢查括號(hào)類配對(duì)等詞法錯(cuò)誤并去掉源程序中注釋。詞法分析階段不依賴于語(yǔ)言的語(yǔ)法定義。詞法分析與語(yǔ)法分析的接口。語(yǔ)法分析(SyntaxAnalysis)依據(jù)源語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則,確定整個(gè)輸入串是否構(gòu)成一個(gè)語(yǔ)法上正確的程序。一般來說分析時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤輸出錯(cuò)誤位置及類型,如未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則將源程序裝換成語(yǔ)法樹的形式,目的是把詞法分析的結(jié)果分解成各種語(yǔ)法單位
。語(yǔ)法分析程序的掃描對(duì)象:源程序的字符序列(當(dāng)詞法分析程序是語(yǔ)法分析程序的子程序時(shí))或Token序列(當(dāng)詞法分析程序是獨(dú)立的一遍時(shí)。+:=*賦值語(yǔ)句表達(dá)式表達(dá)式標(biāo)識(shí)符sum
表達(dá)式標(biāo)識(shí)符first
表達(dá)式標(biāo)識(shí)符count
常數(shù)10表達(dá)式語(yǔ)法分析的示例sum:=first+count*10
+:=*賦值語(yǔ)句表達(dá)式表達(dá)式標(biāo)識(shí)符sum
表達(dá)式標(biāo)識(shí)符first
表達(dá)式標(biāo)識(shí)符count
常數(shù)10表達(dá)式sum+first:=count*10
sum:=“first”+count*10
語(yǔ)義分析(SemanticAnalysis)
審查源程序有無(wú)語(yǔ)義錯(cuò)誤,為代碼生成階段收集類型信息。語(yǔ)義錯(cuò)誤檢查又可分為類型檢查和一般的語(yǔ)義檢查。類型檢查主要包含以下內(nèi)容:各種條件表達(dá)式的類型是不是boolean型?運(yùn)算符的分量的類型是否相容?賦值語(yǔ)句的左右部的類型是否相容?形參和實(shí)參的類型是否相容?下標(biāo)表達(dá)式的類型是否為所允許的類型?變體記錄中表示情形的常量是否為合法類型?函數(shù)說明中的函數(shù)類型和返回值的類型是否一致?除了上述類型檢查外,語(yǔ)義分析還要進(jìn)行如下一些語(yǔ)義檢查:V[E]中的V是不是變量,而且是數(shù)組類型?V.id中的V是不是變量,而且是記錄類型?id是不是該記錄類型中的域名?V↑中的V是不是指針或文件變量?Y+f(....)中的f是不是函數(shù)名?形參個(gè)數(shù)和實(shí)參個(gè)數(shù)是否一致?每個(gè)使用性標(biāo)識(shí)符是否都有聲明?在同層內(nèi)有無(wú)標(biāo)識(shí)符被聲明多次?p(....)語(yǔ)句中的p是不是過程名?形參個(gè)數(shù)和實(shí)參個(gè)數(shù)是否一致?標(biāo)號(hào)是否有聲明?有無(wú)重復(fù)聲明和重復(fù)定位錯(cuò)誤?有無(wú)非法轉(zhuǎn)入錯(cuò)誤?子界類型中的下界和上界類型是否相容?下界是否小于等于上界?語(yǔ)義分析的示例VARfirst:real;count:char;BEGIN sum:=first+count*10END.詞義錯(cuò)誤:1、sum有使用而無(wú)定義;2、count為字符類型變量不能進(jìn)行乘法運(yùn)算。中間代碼生成(IntermediateCodeGeneration)
為優(yōu)化源程序、為編譯程序便于移植和便于修改、將源程序轉(zhuǎn)換成一種稱為中間代碼的內(nèi)部表示形式。中間代碼是一種簡(jiǎn)單的含義明確的記號(hào)系統(tǒng),形式有多種,常見的有后綴式(棧式)中間代碼、三地址中間代碼(三元式和四元式)、圖結(jié)構(gòu)中間代碼(樹,DAG)。例:VARsum,count,first:real;count:char;BEGIN sum:=first+count*10END.生成如下四元式形式的中間代碼序列:
1、(int-to-real,10,-,t1) 2、(*,count,t1,t2) 3、(+,first,t2,t3) 4、(:=,t3,-,sum)中間代碼優(yōu)化(IntermediateCode
Optimization)
在不改變?cè)闯绦蛘Z(yǔ)義的前提下變換或改造中間代碼,使生成的目標(biāo)代碼更為高效,即縮短運(yùn)行時(shí)間或節(jié)省存儲(chǔ)空間。主要的優(yōu)化方式包括常量表達(dá)式優(yōu)化、公共子表達(dá)式優(yōu)化、不變表達(dá)式的循環(huán)外提和削減運(yùn)算強(qiáng)度等。例:sum:=first+count*10生成如下四元式形式的中間代碼序列: 1、(int-to-real,10,-,t1) 2、(*,count,t1,t2) 3、(+,first,t2,t3) 4、(:=,t3,-,sum)生成如下優(yōu)化后的四元式形式的中間代碼序列: 2、(*,count,10.0,t2) 3、(+,first,t2,t3) 4、(:=,t3,-,sum)目標(biāo)代碼生成(CodeGeneration)
中間代碼變換為特定機(jī)器上的機(jī)器指令代碼(絕對(duì)指令代碼或可重定位的指令代碼)或匯編指令代碼。例:sum:=first+count*10生成如下匯編代碼:
1.MOV
count
,R1 2.MULT
R1,#10.0 3.MOVfirst
,R2 4.ADDR1,R2 5.MOVR1,
sum
表格管理(Symbol-TableManagement)
較大的編譯程序用到很多表格,為了合理地管理表格(構(gòu)造、查找、更新),很多編譯程序設(shè)立一些專門子程序(稱為表格管理程序)負(fù)責(zé)管理表格。
錯(cuò)誤處理(ErrorDetectionandReporting)
編譯程序各個(gè)階段還存在著錯(cuò)誤處理模塊,當(dāng)有錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí),由相應(yīng)的錯(cuò)誤處理模塊給出解決方案,使得編譯器能夠繼續(xù)進(jìn)行下去。詞法和語(yǔ)法錯(cuò)誤檢查集中一次完成,而語(yǔ)義錯(cuò)誤檢查要分散在語(yǔ)法分析以后的各個(gè)階段。1.2.2遍(Pass)
所謂“遍”就是對(duì)源程序或源程序的中間表示形式從頭到尾掃描一次,并作加工處理,生成新的中間結(jié)果或目標(biāo)程序。
1.2.3編譯程序的前端和后端
前端主要由與源語(yǔ)言有關(guān)但與目標(biāo)機(jī)無(wú)關(guān)的那些部分組成。編譯前端通常包括詞法分析、語(yǔ)法分析、語(yǔ)義分析、中間代碼生成,與目標(biāo)機(jī)無(wú)關(guān)的中間代碼優(yōu)化部分也可包含在前端,當(dāng)然前端也包括相應(yīng)部分的錯(cuò)誤處理。編譯后端包括與目標(biāo)機(jī)有關(guān)的中間代碼優(yōu)化部分和目標(biāo)代碼生成等。一般來說,這些部分與源語(yǔ)言無(wú)關(guān)而僅僅依賴于中間語(yǔ)言。很明顯編譯后端是面向目標(biāo)語(yǔ)言的,而編譯前端則不是,它幾乎獨(dú)立于目標(biāo)語(yǔ)言。
源程序文件預(yù)處理器標(biāo)準(zhǔn)源程序文件編譯程序
匯編代碼匯編程序可重定位的目標(biāo)代碼連接/裝配程序絕對(duì)目標(biāo)代碼高級(jí)語(yǔ)言程序的生成到可執(zhí)行代碼的生成過程編輯器調(diào)試程序1.3其它與編譯程序相關(guān)的伙伴程序編輯器(Editor)
為用戶輸入源程序文件提供一般的編輯功能,有的還具有語(yǔ)法制導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化功能和其它分析、提示、檢查和自動(dòng)提供關(guān)鍵字或與當(dāng)前關(guān)鍵字相匹配的關(guān)鍵字等高級(jí)編輯功能等。
預(yù)處理器(Preprocessor)
預(yù)處理器是翻譯工作開始之前由編譯器調(diào)用的獨(dú)立程序,它所做的工作包括刪除源程序中的注釋、執(zhí)行宏替換以及包含文件的嵌入等。連接程序(Linker)
連接程序負(fù)責(zé)將分別在不同的目標(biāo)文件中編譯或匯編的代碼集中到一個(gè)可執(zhí)行文件中,并將目標(biāo)程序和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的代碼以及計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)提供的資源連接在一起。連接程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)和目標(biāo)機(jī)有極大的依賴性。裝配程序(Loader)裝配程序用來把程序加載到內(nèi)存儲(chǔ)器中,以便執(zhí)行。由于用戶的程序經(jīng)匯編或編譯后生成的目標(biāo)代碼通常采用相對(duì)地址的形式,它的起始地址是不確定的,這樣的代碼被稱為可重定位的。裝入程序可處理所有的與指定的基地址或起始地址有關(guān)的可重定位的地址,它使得可執(zhí)行代碼更加靈活。
在高級(jí)語(yǔ)言發(fā)展的早期,這些工具都是獨(dú)立的,缺乏整體性。隨著程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展,編輯器、預(yù)處理器、編譯器、連接程序、裝配程序、調(diào)試程序及項(xiàng)目管理程序等這些工具往往被集成在一起,構(gòu)成基于窗口的交互式集成開發(fā)環(huán)境(IDE),集編輯、編譯、調(diào)試、連接、運(yùn)行等功能于一體。在這種集成開發(fā)環(huán)境中,編譯程序起到核心作用。調(diào)試程序(Debugger)調(diào)試程序是可在被編譯了的程序中判定執(zhí)行錯(cuò)誤的程序。1.4編譯程序的實(shí)現(xiàn)途徑一、開發(fā)編譯程序的必要條件實(shí)現(xiàn)一個(gè)編譯程序應(yīng)從以下三方面入手:源語(yǔ)言:對(duì)源語(yǔ)言的詞法、語(yǔ)法和語(yǔ)義要有準(zhǔn)確無(wú)誤的理解,否則難以保證編譯程序的正確性。目標(biāo)語(yǔ)言:對(duì)目標(biāo)語(yǔ)言要有很好的了解,否則會(huì)生成質(zhì)量不高的目標(biāo)代碼。若選用機(jī)器語(yǔ)言作為目標(biāo)語(yǔ)言,更需要深入了解目標(biāo)機(jī)的軟件、硬件的有關(guān)資源、環(huán)境及特點(diǎn)。編譯技術(shù):
確定對(duì)編譯程序的要求,如搞不搞優(yōu)化,搞優(yōu)化搞到哪一級(jí)等等。根據(jù)編譯程序的規(guī)模,確定編譯程序的掃描次數(shù)、每趟掃描的具體任務(wù)和所要采用的技術(shù)。設(shè)計(jì)各遍掃描程序的算法并加以實(shí)現(xiàn)。
在60年代初,幾乎所有的編譯程序都是用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言書寫,而這種低級(jí)語(yǔ)言書寫的編譯程序多為手工構(gòu)造,可以加工細(xì)致,目標(biāo)程序的效率高,但開發(fā)時(shí)間長(zhǎng),可讀性差,不易調(diào)試,不易移植,可維護(hù)性和可擴(kuò)充性更差,可靠性也不高,可以說是效率極低。70年代開始逐步有不少編譯程序是用高級(jí)語(yǔ)言編寫,進(jìn)而又不斷推出編譯程序的構(gòu)造工具,這些技術(shù)的發(fā)展對(duì)編譯程序的實(shí)現(xiàn)帶來極大的方便,不僅縮短了開發(fā)周期,提高了開發(fā)效率,而且大大增加了可靠性、可移植性、可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。本小節(jié)簡(jiǎn)單介紹編譯程序的自展技術(shù)、交叉編譯、移植和工具法等實(shí)現(xiàn)途徑。二、編譯程序的開發(fā)途徑1、預(yù)處理方法(轉(zhuǎn)換法)用于語(yǔ)言的擴(kuò)充。設(shè)已有L語(yǔ)言的編譯器,其擴(kuò)充語(yǔ)言L1的編譯器可通過語(yǔ)言轉(zhuǎn)換程序?qū)1程序轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)程序,利用L的編譯器,從而實(shí)現(xiàn)L1的編譯器。
2、移植法通常把某個(gè)機(jī)器(稱為宿主機(jī))上已有的軟件移植到另一臺(tái)機(jī)器(稱為目標(biāo)機(jī))上的過程稱為移植。把已在A機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的一個(gè)高級(jí)語(yǔ)言的編譯程序移植到另一個(gè)目標(biāo)機(jī)B上,以縮短開發(fā)時(shí)間。方法:
a.目標(biāo)代碼的轉(zhuǎn)換
b.交叉編譯:
修改中間代碼到目標(biāo)代碼的轉(zhuǎn)換3、自展法(Bootstrap)假設(shè)考慮的語(yǔ)言是L,則第一步選擇其子語(yǔ)言L1
,并用低級(jí)語(yǔ)言寫L1
語(yǔ)言的編譯程序,這樣L1語(yǔ)言可用;其次再擴(kuò)充L1
語(yǔ)言(設(shè)其為L(zhǎng)2
),并用L1
高級(jí)語(yǔ)言來寫L2
的編譯程序;……,如此下去像滾雪球一樣直至寫出L語(yǔ)言的編譯程序?yàn)橹?。其中Li
語(yǔ)言選擇得能寫出Li+1
語(yǔ)言的編譯程序。我們把這樣的實(shí)現(xiàn)方式稱為自展技術(shù),其優(yōu)勢(shì)在于減輕工作力度和提高可靠性。
4、工具法
利用編譯各個(gè)階段的自動(dòng)生成工具自動(dòng)生成相應(yīng)部分。如:應(yīng)用LEX自動(dòng)生成詞法分析器、應(yīng)用YACC自動(dòng)生成語(yǔ)法分析器。目前應(yīng)用于編譯器后端的工具還不很成熟。5、理論法(自動(dòng)生成法)根據(jù)對(duì)編譯程序的描述,由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成編譯程序。目前,語(yǔ)法分析的自動(dòng)生成工具比較成熟,但是整個(gè)編譯程序的自動(dòng)生成技術(shù)還不是很成熟,雖然有基于屬性文法的編譯程序自動(dòng)生成器和基于指稱語(yǔ)義的編譯程序自動(dòng)生成器,但產(chǎn)生目標(biāo)程序的效率很低,離實(shí)用尚有一段距離。該領(lǐng)域的發(fā)展期待于形式化描述理論的發(fā)展。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像
Mallard1980磁共振裝置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科
2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)(磁體)梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng):前者用于空間編碼和選層,后者施加特定頻率的射頻脈沖,使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置:各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng):完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等
人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下,H核進(jìn)動(dòng)雜亂無(wú)章,磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負(fù)方向),正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后,少數(shù)正向排列(低能態(tài))的H核合成總磁化矢量M,即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中,產(chǎn)生能量
三、弛豫(Relaxation)回復(fù)“自由”的過程
1.
縱向弛豫(T1弛豫):
M0(MZ)的恢復(fù),“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫
吸收RF光子能量(共振)低能態(tài)1H高能態(tài)1H
放出能量(光子,MRS)T1弛豫時(shí)間:
MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間
T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間:MXY喪失2/3所需的時(shí)間;T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像
所謂的加權(quán)就是“突出”的意思
T1加權(quán)成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別
T2加權(quán)成像(T2WI)----突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。
磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒(ms)范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒(ms)范圍
在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多
如何觀看MR圖像:首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?;虍惓5乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn),通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)--圖像空間分辨力,對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源(一)層面的選擇1.MXY產(chǎn)生(1H共振)條件
RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z(GZ)
GZ→B0→ω
不同頻率的RF
特定層面1H激勵(lì)、共振
3.層厚的影響因素
RF的帶寬↓
GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼
M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同(相位不同)〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換
GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同
GY----MXY旋進(jìn)相位不同(不影響MXY大?。?/p>
↓某一層面不同的體素,有不同頻率、相位
MRS(FID)第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE--T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE--T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是:多層、多回波的SE(spinecho,自旋回波)技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù):TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù):層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波(SE),快速自旋回波(FSE)梯度回波(FE)反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR),脂肪抑制(STIR)、水抑制(FLAIR)高級(jí)序列水成像(MRCP,MRU,MRM)血管造影(MRA,TOF2D/3D)三維成像(SPGR)彌散成像(DWI)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波(SE)必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波(FSE)必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波(GE)成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)水抑制(FLAIR)抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)脂肪抑制(STIR)抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影(MRA)無(wú)需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開顯示水成像(MRCP,MRU,MRM)含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波(SPGR) 早期診斷腦梗塞
彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體(Magnet):靜磁場(chǎng)B0(Tesla,T)→組織凈磁矩M0
永磁型(permanentmagnet)常導(dǎo)型(resistivemagnet)超導(dǎo)型(superconductingmagnet)磁體屏蔽(magnetshielding)2.梯度線圈(gradientcoil):
形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)(radio-frequencesystem,RF)
MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī),等等;MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)(判斷組織特性)2、多方位成像3、流空效應(yīng)(顯示血管)4、無(wú)骨骼偽影5、無(wú)電離輻射,無(wú)碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證
體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入:固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人,早期妊娠,高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差(體部,較同等CT)費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品,最好更衣,以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度,甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體(皮膚)不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線,防止病人灼傷。3.紋身(紋眉)、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉,因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞,以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形(AVM)等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化(MS)等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤(髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外),椎骨腫瘤(轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性)2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離,各種原因椎管狹窄,術(shù)后改變,5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S),脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好,對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無(wú)明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤,心包其他病變其他(如先心、各種心肌病等)較超聲心動(dòng)圖無(wú)優(yōu)勢(shì),應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變,提供鑒別信息胰腺腫瘤,有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等,先天畸形腫瘤的定位(臟器上下緣附近)、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤,MRCP,MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段--鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選:1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?,早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤)2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷(膝、髖關(guān)節(jié))3.形狀復(fù)雜部位的檢查(脊柱、骨盆等)軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn),止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題,處理不當(dāng),將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%~16%,僅次于呼吸道感染和泌尿道感染,居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難,醫(yī)生的夢(mèng)魘
預(yù)防手術(shù)部位感染(surgicalsiteinfection,SSI)
手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染?★哪些情況需要抗生素預(yù)防?★怎樣選擇抗生素?★什么時(shí)候開始用藥?★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間?定義:指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類:切口淺部感染切口深部感染器官/腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染
指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染,并至少具備下述情況之一者:
1.切口淺層有膿性分泌物
2.切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌
3.具有下列癥狀體征之一:紅熱,腫脹,疼痛或壓痛,因而醫(yī)師將切口開放者(如培養(yǎng)陰性則不算感染)
4.由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI
注意:縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染
指術(shù)后30天內(nèi)(如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi))發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染,并至少具備下述情況之一者:
1.切口深部流出膿液
2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動(dòng)打開,且具備下列癥狀體征之一:①體溫>38℃;②局部疼痛或壓痛
3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷,發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫
4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染
注意:感染同時(shí)累及切口淺部及深部者,應(yīng)列為深部感染
二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官/腔隙感染
指術(shù)后30天內(nèi)(如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi))、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染,通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理,并至少具備以下情況之一者:
1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物
2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌
3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫
4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染
★人工植入物:指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官/腔隙感染
不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有:
腹部:腹腔內(nèi)感染(腹膜炎,腹腔膿腫)生殖道:子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管:靜脈或動(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國(guó)1986年~1996年593344例手術(shù)中,發(fā)生SSI15523次,占2.62%英國(guó)1997年~2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中,發(fā)生SSI3151例,占4.22%中國(guó)?SSI占院內(nèi)感染的14~16%,僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位:非腹部手術(shù)為2%~5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人:入住ICU的機(jī)會(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)是未感染者的5倍SSI與切口類型:清潔傷口 1%~2%清潔有植入物 <5%可染傷口<10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率:三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別(%)切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別:三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫,瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù),器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān),其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染
——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(1)病人因素:高齡、營(yíng)養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(2)術(shù)前因素:術(shù)前住院時(shí)間過長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差(術(shù)前未很好沐?。?duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(3)手術(shù)因素:手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多,SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素(4)SSI危險(xiǎn)指數(shù)(美國(guó)國(guó)家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定):病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)間(T)
(或一般手術(shù)>2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防
在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療
在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥
防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用138預(yù)防和治療性抗菌素使用目的:清潔手術(shù):防止可能的外源污染可染手術(shù):減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù):清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用139需植入假體,心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征:可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口(Contaminatedwound)清潔傷口(Cleanwound)但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有:婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用
理想的給藥時(shí)間?目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)機(jī)研究顯示:切皮前45~75min給藥,SSI發(fā)生率最低,且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)
手術(shù)過程
012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用145術(shù)后給藥,細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)無(wú)改變
手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot
手術(shù)過程
血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥,可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用147ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時(shí)間切開后時(shí)間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時(shí)間,手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)(%)相對(duì)危險(xiǎn)度(95%CI)早期(切皮前2-24h)36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前(切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期(切皮后3h內(nèi))2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后(切皮3h以上)48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)
5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論:抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時(shí)給藥,預(yù)防SSI效果好149六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后,局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥!??!抗菌素應(yīng)在切皮前45~75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?有效安全殺菌劑半衰期長(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則:各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用
手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或
(如脆弱類桿菌)頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟;
(如脆弱類桿菌)+甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或
(如脆弱類桿菌)頭孢噻肟;+甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛;環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌,腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或
B族鏈球菌,厭氧菌頭孢噻肟;+甲硝唑莫西沙星(可單藥應(yīng)用)注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥?沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同,用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn):六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價(jià)較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用延長(zhǎng)抗菌素使用的缺點(diǎn):六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對(duì)哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?正確的給藥方法:六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥,2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個(gè)體差異,不能保證血液和組織的藥物濃度,不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h,若手術(shù)超過34h,應(yīng)給第2個(gè)劑量,必要時(shí)還可用第3次可能有損傷腸管的手術(shù),術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無(wú)確切預(yù)防效果,不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部(誘發(fā)高耐藥)必要時(shí)可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)(PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素:時(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng),缺乏針對(duì)性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯(cuò)誤:在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時(shí)內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無(wú)須繼續(xù)使用抗生素大量對(duì)比研究證明,手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物,可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法
——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系:備皮方法 剃毛備皮 5.6%
脫毛0.6%備皮時(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 >20%
術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%
術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%
前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像
Mallard1980磁共振裝置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科
2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間PART02MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)(磁體)梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng):前者用于空間編碼和選層,后者施加特定頻率的射頻脈沖,使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置:各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng):完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等
人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下,H核進(jìn)動(dòng)雜亂無(wú)章,磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負(fù)方向),正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后,少數(shù)正向排列(低能態(tài))的H核合成總磁化矢量M,即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中,產(chǎn)生能量
三、弛豫(Relaxation)回復(fù)“自由”的過程
1.
縱向弛豫(T1弛豫):
M0(MZ)的恢復(fù),“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫
吸收RF光子能量(共振)低能態(tài)1H高能態(tài)1H
放出能量(光子,MRS)T1弛豫時(shí)間:
MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間
T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間:MXY喪失2/3所需的時(shí)間;T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像
所謂的加權(quán)就是“突出”的意思
T1加權(quán)成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別
T2加權(quán)成像(T2WI)----突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。
磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒(ms)范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒(ms)范圍
在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多
如何觀看MR圖像:首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?;虍惓5乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn),通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)--圖像空間分辨力,對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源(一)層面的選擇1.MXY產(chǎn)生(1H共振)條件
RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z(GZ)
GZ→B0→ω
不同頻率的RF
特定層面1H激勵(lì)、共振
3.層厚的影響因素
RF的帶寬↓
GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼
M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同(相位不同)〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換
GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同
GY----MXY
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